Какое давление метана в автомобиле

Метан – это природный газ, который не имеет запаха и является одним из простейших углеводородов. Гбо метан – одним из первых получило широкое распространение в нашей стране. Объяснялось это относительной простотой и дешевизной заправки автомобилей этим типом топлива, а также его доступностью.

Описание метана

Метан, в отличие от бензина, не нужно подвергать дополнительной обработке после выработки. Достаточно компрессионной установки, которая способна сжать газ до уровня в 210 Па. После сжатия, с будущим топливом проводят подготовительные действия:

• Проводят очистку от примесей,
• Добавляют одорант для получения запаха,
• Немного высушивают.

Чтобы утечка газа была вовремя обнаружена, в него добавляют специальную присадку (одорант) этилмеркаптан. Именно благодаря ему, в случае утечки, мы чувствуем знакомы всем «запах газа».

После окончания подготовительных процедур, газ охлаждают и заправляют в специальные транспортировочные баллоны, в которых топливо доставляют до автозаправочных станций.

Плюсы метана

К плюсам этого топлива относят:

1. Высокое октановое число, по разным оценкам от 108 до 120. Это положительно влияет на динамику автомобиля и увеличивает срок эксплуаации двигателя.
2. Метан легче воздуха, это значит, что при утечке газ будет испарятся в атмосферу, а не собираться под автомобилем, как пропанобутановая смесь.
3. Газ имеет постоянный и качественный состав, в отличие от пропанобутановой смеси, которая может быть летняя или зимняя, с большим либо меньшим преобладанием компонентов смеси.
4. Метан не подвержен влиянию температуры окружающей среды, автомобиль работает стабильно и при температуре -30 и при температуре + 40 градусов.
5. Считается, что взрывоопасная концентрация этого газа в воздухе достигается при величине более 5%, что вдвое больше, нежели у пропана. Поэтому принято говорить о том, что метан более безопасное топливо нежели пропан.

Минусы метана

Одним из минусов считается КПД такого вида топлива. В среднем двигатель автомобиля сжигает на 10-20% газа больше, нежели бензина, при этом потеря мощности автомобиля может составлять от 5 до 25-30 процентов. Связано это с тем, что метан имеет меньшую теплоотдачу, нежели бензин, а при попадании в цилиндры двигателя занимает там больший объем.

Из первого минуса вытекает второй. В баллон помещается в среднем, около 15 кубометров газа, а по расходу топлива 1 кубометр газа примерно равен 1 литру бензина. В итоге получаем либо малый запас хода, либо громоздкую конструкцию из баллонов с газом. Обычно автомобилисты выбирают второй вариант.

И заключительный минус выплывает из первых двух. С увеличением количество баллонов возрастает и масса автомобиля, а следовательно, увеличивается и средний расход топлива авто.

Небольшое количество газозаправочных станций, и их, практически полное отсутствие, за пределами города — также можно отнести к минусам этого топлива.

Баллоны ГБО метан

Баллоны для метана должны иметь более прочные стенки, нежели для пропановых резервуаров. Связано это с высоким давлением, под которым содержится природный газ. Давление в баллоне достигает порядка 220 атмосфер. Стенки баллона гбо для метана должны иметь толщину от 0,6 см и выше. Коррозия и следы механического воздействия недопустимы!

Чтобы максимально увеличить прочность такого баллона используют бесшовную конструкцию. Зачастую вес баллона ГБО для метана начинается от 60 кг, а объем газа, который может быть размещен в резервуаре, находится в пределах от 11 до 15 кубометров.

Еще одним отличием от привычного пропана является форма баллона – для метана баллон должен быть исключительно цилиндрический. Использование тороидальных баллоном в этом случае недопустимо.

Крепятся метановые баллоны максимально надежно, в местах вероятных трений устанавливают специальные прокладки, которые со временем нужно менять, предотвращая трения баллонов.

Баллоны для ГБО метан проходят множество предпродажных подготовок и испытаний, которые включают поджог баллона, огнестрельный выстрел, падение с высоты и прочее.

Цена баллона ГБО для метана колеблется в пределах сотен долларов, что значительно превышает цену на баллоны пропана.

Редуктор ГБО для метана

Подача газа осуществляется при помощи мембранного двухступенчатого редуктора, который аналогичен одноступенчатому редуктору для пропана. Цена редуктора для ГБО метан не сильно отличается от аналогичных пропановых узлов системы.

Коррекция зажигания

Для более эффективного использования газовой смеси производят корректировку зажигания. Связано это с тем, что газ имеет более ввысоке октановое число, а сгорает чуть медленнее. Поэтому для предотвращения прогара клапанов, увеличения динамики и снижения потребления топлива на автомобили с ГБО 4 поколения устанавливают вариатор угла опережения зажигания. В карбюраторных же автомобилях, которые оснащены ГБО первого или второго поколения, с той же целью, производится ручная корректировка трамблера, путем смещения его на определенный угол.

Безопасность

Установка ГБО метан требует повышенных мер безопасности, к которым относят:

• Выносное заправочное устройство, в обязательном порядке, устанавливается за пределами багажного отделения, как правило, над или под бампером.
• Исключается установка ВЗУ в лючок бензобака или в багажном отделении автомобиля.
• Повышенное внимание уделяется магистралям ГБО метан. Магистрали должны быть уложены в специальные вентиляционные рукава, а сам рукав должен оснащаться каналом выхода за пределы автомобиля.
• Магистрали должны иметь деформационные витки, которые способствуют предупреждению разрыва, деформации или протиранию вследствие вибрации.

На этом все, если же у Вас остались любые вопросы — смело задавайте их в комментариях кстатье.

Главная » ГБО » Оборудование

Рубрика: Оборудование

• 1 Преимущества ГБО на пропан бутане
• 2 Преимущества газового оборудования на метане
• 3 Характеристика оборудования для пропана и метана
• 4 Особенности установки и эксплуатации ГБО на разных видах топлива
• 5 Выводы

С каждым годом у водителей по всему миру все острее появляется необходимость в поиске вариантов использования альтернативного топлива, вместо бензина или дизеля. На сегодняшний день такой заменой являются гибридные автомобили, использующие в качестве топлива не только бензин, но еще газ или электричество. И если с электромобилями пока все намного сложнее и более или менее комфортно, их удается эксплуатировать лишь за границей, то системы, работающие на газу, уже довольно широко используются по всему миру, в том числе и в России. В связи с этим между водителями возникают жаркие споры, касающиеся того, что лучше для использования в автомобиле – метан или пропан? Давайте разберемся, что из себя представляет ГБО и на каком топливе оно функционирует.

Виды баллонов для метана

В зависимости от материалов изготовления, автомобильные ёмкости для компримированного природного газа (КПГ) разделяют по типам:

Тип 1 (КПГ-1) — цельнометаллические сосуды из легированных либо углеродистых сталей, с толщиной стенки 5.5-9.5 мм (толщина зависит от объёма бака). Имеют бесшовную конструкцию и изготавливаются преимущественно из стальных труб методом горячей закатки. После формовки днища и горловины, баллон проходит ряд этапов:

• термообработка (нормализация) для придания прочностных свойств
• охлаждение
• механическая обработка со сверлением отверстия под вентиль
• нарезание конусной резьбы
• очистка, удаление окалин
• испытания (гидравлическое, пневматическое, ультразвуковое)
• маркировка
• окраска

Также производятся облегченные баллоны CNG-1 методом глубокой вытяжки из листовой стали (без сварных швов). Такие емкости имеют все необходимые прочностные параметры, но при этом их вес снижен до 20% по отношению к сосудам из труб.

Баллоны первого типа считаются очень надёжными, относительно не дорогими, однако они самые тяжёлые.

Тип 2 (КПГ-2) – металлопластиковые баллоны. Изготавливаются из более тонкой стали (4,8-6 мм). Прочность достигается за счет внешнего армирования. Упрочнение происходит методом непрерывной намотки полимерного материала (арамидные, стеклянные, углеродные волокна) на цилиндрическую часть лейнера (корпуса).

Металлокомпозитные ёмкости CNG-2 достаточно надёжны, имеют сравнительно небольшой вес. Их минус – это относительно высокая цена.

Тип 3 (КПГ-3) – емкости с металлическим лейнером из легких алюминиевых сплавов с наружной сплошной обмоткой полимерными материалами. Баллоны CNG-3 являются одними из самых лёгких и дорогих.

Тип 4 (КПГ-4) – композитные баллоны для метана имеют не металлический (пластиковый) лейнер с полимерной оболочкой по всей поверхности. Для горловины используется металлическая закладная. Ёмкости CNG-4 сверхлегкие, но очень дорогие.

Характеристика оборудования для пропана и метана

Большинство сервисных центров ориентированы на установку газового оборудования, работающего на пропане. При этом, в основном, используется оборудование иностранного производства. Наиболее популярными являются следующие фирмы:

• Lovato;
• Tomasetto;
• BRC;
• STAG;
• Valtek;
• Prins.

Все они отлично зарекомендовали себя как на местном, так и на мировом рынке, производя качественную продукцию.

Вам будет интересно >> Газовые форсунки Валтек

Выбор поколения ГБО и его стоимость зависят, в первую очередь, от типа двигателя и его производителя. Например, на старые иномарки и автомобили отечественного производства можно ставить ГБО второго поколения. На более современные авто желательно ставить ГБО не ниже четвертого поколения. Стоимость таких систем на четырехцилиндровые моторы стартует приблизительно с отметки в 20 000 рублей. Для автомобилей, чьи моторы оснащены 8 цилиндрами, эта сумма удваивается.

С оборудованием для метана все гораздо сложнее. Его цена в разы выше, чем на пропан, и за одно из самых дешевых ГБО третьего поколения у вас попросят приблизительно 40 000 рублей. Кроме этого, самым серьезным минусом метана является то, что ГБО 5 поколения и выше используют исключительно сжиженные виды топлива, что исключает их совместимость с метаном в качестве альтернативного топлива.

Важно! Количество сервисов, обслуживающих газобаллонное оборудование на метане, значительно меньше, чем у газового оборудования, работающего на пропане.

Какое давление метана в баллоне авто

Метан при нормальном атмосферном давлении и температуре окружающего воздуха находится в газообразном состоянии. Поэтому для хранения необходимого количества газового топлива в ёмкостях машины, требуется уменьшать его объём методом компримирования, т.е. сжатием.

Регламентированное рабочее давление сжатого природного газа (СПГ) в баллонах автомобиля составляет 20-25 МПА (197-247 атмосфер или 200-250 бар).

Циклическая долговечность сосудов позволяет выдерживать нагрузки от заправок не менее 1000 раз за 1 год эксплуатации. Запас прочности КПГ баков в 2,4 раза превышает рабочее давление, т.е. разрушающее давление составляет не менее 48МПа.

Стоит отметить, что тороидальных баллонов для метана не существует, их производят только для пропана.

Особенности установки и эксплуатации ГБО на разных видах топлива

Общая особенность у ГБО на метане и пропане одна – ее лучше делать у специалистов. Это обеспечит надежное качество сборки и высокую безопасность. Кроме того, специалисты учитывают ряд деталей, которые обычному человеку не известны, а их игнорирование может привести к серьезным поломкам или аварии.

Главным различием, отличающим установку газового оборудования, работающего на метане, от его конкурента, является цена. Кроме того, баллоны от метана намного массивнее и занимают намного больше места, чем аналогичные по объему баллоны пропана. Эта особенность не позволит установить все необходимое в транспортном средстве малого размера.

Сколько метана входит в баллон

Объём КПГ измеряется кубическими метрами (м³). Зная давление в баллоне, которое показывает штатный манометр, а также температуру окружающей среды можно рассчитать наполнение емкости самостоятельно.

Так при давлении 200 бар и t равной от -30 до +40°C в 50 литровый баллон входит 11,63-14,93 кубов метана.

Узнать вместимость любого другого метанового бака можно по формуле:

V/k=количество CNG (м³)

где, V-объём баллона, k-коэффициент, который узнаем из таблицы.

Пример для бака на 100 литров:

Проверяем показание манометра ГБО, допустим 200 бар. Температуру за бортом возьмем +20°C. Смотрим в таблицу на пересечение этих данных и находим цифру 12,5. Далее 50л/12,5=4 – это и есть искомый коэффициент. Затем 100л/4=25. Таким образом, получается, что в 100л баллоне при t=20°C помещается 25 кубов метана.

Сколько можно проехать на таком объёме КПГ, мы уже подробно разбирали в статье о сравнении двух видов газового топлива метана и пропана.

Сравнение газа и бензина по разным критериям

При выборе типа горючего необходимо оценить все факты за и против, которые можно разделить на категории:

• ценовые характеристики топлива и дальность хода без дозаправки;
• токсичность выхлопа и влияние на атмосферу в салоне;
• ресурс поршневой группы и механизма газораспределения;
• мощность и крутящий момент мотора;
• простота запуска при низкой температуре окружающей среды.

Следует учесть, что для запуска мотора с системой подачи газа требуется бензин. Запас жидкого горючего хранится в стандартном баке или отдельной емкости, теоретически автомобили имеют увеличенный запас хода без дозаправки. После запуска двигателя подача бензина отключается вручную тумблером или блоком управления (алгоритм зависит от конструктивных особенностей и поколения газобаллонной аппаратуры).

Стоимость

При оценке финансовой рентабельности необходимо учитывать как цену топлива и оборудования, так и пробеги. Например, неэтилированный бензин сорта А-95 на середину осени 2020 г. имеет среднюю цену 45 руб. за литр, а газ (сжатая смесь пропана и бутана) обойдется водителю в сумму от 25 руб. При расчете необходимо учесть увеличение расхода горючего на 25-35%, поэтому газобаллонное оборудование окупится через 1-2 года при ежемесячных пробегах в пределах 2 тыс. км.

Экологичность

При оценке экологичности следует учитывать особенности выхлопной системы двигателя. Например, на моторах с каталитическими нейтрализаторами с обратной связью отработавшие газы дожигаются и удовлетворяют нормам Евро-3 и выше, поскольку в процессе сгорания природного газа выделяется меньше углеводородов, угарного газа и окислов азота, которые дожигаются в нейтрализаторе. В результате падает нагрузка на узел и увеличивается ресурс. На газовых машинах с карбюраторной системой питания без нейтрализатора снижаются вредные выбросы в атмосферу.

Безопасность для двигателя

При подаче газообразного топлива на стенках цилиндров сохраняется слой смазки, пары топлива не проникают в поддон и не ускоряют деградацию смазки. Улучшенные условия работы положительно сказываются на ресурсе сопрягаемых деталей, пробег до капитального ремонта увеличивается на 30-50%. Для продления срока службы двигателя необходимо проводить своевременное техническое обслуживание с использованием моторного масла с рекомендуемой производителем вязкостью.

Дополнительным преимуществом газа является сниженное количество нагара, образующегося на клапанах, стенках камеры сгорания и канавках для установки поршневых колец. Владельцы отмечают снижение угара масла, но при частых пусках мотора на бензине при низкой температуре воздуха возможно появление отложений.

Повышенное октановое число газового горючего предотвращает детонационный процесс сгорания, кроме того, в топливе отсутствуют вредные присадки и сфальсифицировать смесь невозможно.

Мощность

При применении газового оборудования на карбюраторных моторах падение мощности и крутящего момента составляет 15-20%. При эксплуатации машины с полной загрузкой водителю приходится сильнее открывать дроссельную заслонку при разгоне или движении в гору. В результате возрастает расход горючего и снижается экономическая эффективность с одновременным продлением срока окупаемости аппаратуры.

Запахи в салоне

При исправной системе выпуска отработавших газов посторонние запахи в салон не попадают. При повреждении прокладок, трубопроводов или гофрированной секции появляются посторонние звуки, часть выхлопа проникает к пассажирам. Дефект встречается на любых моторах и не зависит от типа горючего. Не допускается утечка паров топлива из резервуаров для хранения или соединительных шлангов (требование касается как бензина, так и газовой смеси).

Эксплуатация зимой

Запуск мотора с газобаллонным оборудованием зимой не сложнее процедуры старта бензинового двигателя. Водителю необходимо следить за состоянием аккумуляторной батареи, стартера, соединительных проводов и заливать в картер масло с соответствующими характеристиками вязкости. Для упрощения запуска при температурах ниже -40°С используют внешние системы обогрева или автономные отопители Webasto или Eberspacher. В зимнее время экономичность мотора падает на 10-25% вне зависимости от агрегатного состояния топлива.

Срок службы метанового баллона

Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ ISO 11439-2014 срок службы, в течении которого эксплуатация КПГ емкостей считается безопасной, устанавливается изготовителем, но этот период не должен превышать 20 лет со дня производства.

По факту практически все производители автомобильных сосудов под метановое топливо устанавливают срок службы на свою продукцию 15 лет. Заводам разрешается проставлять дату истечения срока непосредственно при отгрузке товара.

К тому же на протяжении всего срока эксплуатации необходимо обязательно проходить периодическое освидетельствование баллонов:

1. первый тип не реже одного раза в 5 лет. Также это условие касается и емкостей из листовой стали, что является их преимуществом перед композитными ёмкостями
2. типы 2,3,4 не реже одного раза в 3 года.

Маркировка

Помимо паспорта, каждый баллон должен иметь заводскую маркировку, которая наносится ударным способом клеймами или при помощи этикеток и содержит следующую информацию:

• «КПГ (CNG) ТОЛЬКО»
• «НЕ ИСПОЬЗОВАТЬ ПОСЛЕ XX/XXXX», где XX/XXXX месяц/год истечения срока службы
• товарный знак производителя
• индивидуальный серийный номер
• рабочее давление P, при температуре T, °C
• указывается стандарт, согласно которому произведен баллон
• слова «Использовать только предохранительное устройство, имеющее паспорт и маркировку изготовителя»
• дата изготовления
• дата следующего освидетельствования
• пробное давление Pпр, Мпа
• масса пустой емкости М, кг
• вместимость (литраж) V, л
• клеймо ОТК круглой формы.

Кроме этого баллон обязательно должен быть сертифицирован. Номер сертификата также указывается в маркировке. Не сертифицированная емкость сделает невозможной регистрацию ГБО.

Баллоны без паспорта или без маркировки, а также с неразборчивой обязательной информацией, к эксплуатации запрещены.

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )